محاكاة تشتت غاز ثاني أكسيد الكربون أثناء التسرب الناتج عن الحوادث العرضية في منشآت معالجة الغاز

الملخص

يعتبر التقاط وتخزين غاز ثاني اكسيد الكربون من الطرق المهمة والفعالة لتقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وبالتالي، فإن مرافق معالجة الغاز عند استخدام هذه التقنية سوف تتعامل مع كمية هائلة من ثاني أكسيد الكربون ومع ارتفاع الضغط. بمرور الوقت، يتسبب هذا في حدوث تسرب غير متوقع وانبعاث ثاني أكسيد الكربون من وحدات التشغيل أو خطوط أنابيب النقل. لذلك، فإن الهدف من هذه الدراسة هو محاكاة تشتت تسرب غاز ثاني أكسيد الكربون من خطوط أنابيب الضغط العالي لمنشآت معالجة الغاز. تعد محاكاة تسرب ثاني أكسيد الكربون من خطوط الأنابيب في عملية احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون إشكالية بسبب الافتقار إلى نماذج تحاكي كميات ومعدلات مصدر التسرب المناسبة التي تتعامل مع السلوك المعقد لثاني أكسيد الكربون بشكل صحيح أثناء الإطلاق. في هذه الدراسة، تم استخدام جهاز محاكاة OLGA 7 للتنبؤ بمعدلات ومدة التدفق الخارج من خط أنابيب CO₂ الممزق في سيناريوهات مختلفة للتسرب (أحجام التسرب). تم اختيار محاكي OLGA 7 نظرًا لقدراته في محاكاة سيناريوهات تسرب خطوط أنابيب الغاز في العديد من التصاميم وظروف التشغيل مثل ضغط التشغيل وتباعد صمامات العزل (IVS) ووقت الاستجابة للطوارئ (ERT). توفر نتائج محاكي OLGA 7 ظروف مصدر مناسبة لنماذج التشتت المختارة. تم اختيار نموذج التشتت الجوي Gaussian لمحاكاة سلوك تشتت غاز ثاني أكسيد الكربون داخل المنصة انها فعالة جدا وبسيطة. تمت دراسة تأثير معاملات التشغيل والتصميم (ضغط التشغيل، تباعد IVS ووقت الاستجابة للطوارئ) على سلوكيات تشتت الغاز المنطلق في سيناريوهات التسرب المختلفة. أظهرت النتائج أن زمن الاستجابة للطوارئ له أكبر تأثير على كتلة التسرب المتراكم (كجم) وبالتالي على مستوى تركيزات الغاز، وهذا التأثير يكون أكثر وضوحا لأحجام التسرب الكبيرة. كما أوضحت النتائج أن زمن الاستجابة للطوارئ لم يكن له أي تأثير على مستويات تراكيز الغاز عن بعد ولكن كان له تأثير معنوي على مدة التسريب.